包气带区土壤气中苯的挥发通量测试及风险评估制造技术

包气带区土壤气中苯的挥发通量测试及风险评估，属于风险评估技术领域。利用土柱模拟苯在室温条件下不同土壤类型、不同含水率、不同污染源浓度的包气带土壤中的迁移，被动式测量苯的挥发通量，基于实测土壤气挥发通量计算苯的呼吸暴露健康风险，选择全国7地不同的土壤类型，并与基于土壤苯浓度采用J&E和J&E

【技术实现步骤摘要】
包气带区土壤气中苯的挥发通量测试及风险评估


[0001]本专利技术通过改变含水率、污染源浓度这些变量，利用土柱模拟苯在室温条件下土壤包气带区的迁移、并被动式测量苯的挥发通量，基于实测土壤气挥发通量计算苯的呼吸暴露健康风险，并与基于土壤苯浓度(C
s
)采用J&E和J&E
‑
DED模型计算的风险结果进行比较，对模型和方法的适用性进行评估，以期为包气带区域土壤苯的精细化风险评估提供依据。

技术介绍

[0002]在评估土壤包气带区域VOCs呼吸暴露途径的人体健康风险时，目前国内基于土壤VOCs浓度(C
s
)通过模型(J&E和J&E
‑
DED)预测健康风险，但是多项研究证明基于土壤浓度评估风险可能会高估实际水平，而基于实测土壤气VOCs浓度来评价风险越来越受到重视。
[0003]土壤气的采集目前采用较多的是利用泵抽气这一主动采样方法，该方法需要用到电源、操作复杂、对操作人员技术要求较高，而且在高含水率、低渗透性土壤条件下容易受到限制。
[0004]挥发通量调查是土壤气调查的一个新方向，目前通量采集技术有静态通量箱技术、动态通量箱技术和被动式通量箱技术三种测试方法。静态通量法由于在通量箱内存在蒸汽积累，导致测量结果偏低；动态通量法不断的进行空气吹扫和压力释放，操作技术较复杂，且容易造成压力亏损以造成测量结果偏低；被动式通量采集技术是在通量箱内部放置吸附剂，根据通量底面积和单位时间内吸附剂所捕获的VOC质量来确定污染物挥发通量，较好的应用前景。相较前述方法而言，被动通量法采集土壤气成本较低、操作简单，相较主动泵抽气法来说，采集的是时间加权平均浓度，更代表土壤气浓度的真实水平。基于实测土壤气挥发通量计算苯的呼吸暴露健康风险，并与基于土壤苯浓度采用J&E和J&E
‑
DED模型计算的结果进行比较，方法简单更加准确高效，为污染场地风险评估提供理论依据。

技术实现思路

[0005]本专利技术的利用土柱选择全国7地不同的土壤类型，模拟苯在包气带区不同土壤条件下的迁移，并被动式测量苯的挥发通量，基于实测土壤气挥发通量计算苯的呼吸暴露健康风险，并与基于土壤苯浓度采用J&E和J&E
‑
DED模型计算的结果进行比较。
[0006]为达到上述目的，本专利技术在配制好土壤后注入污染源，平衡后进行土壤浓度测试及被动挥发通量测试，进行室外呼吸暴露途径的人体健康风险评估。
[0007]包气带区土壤气中苯的挥发通量测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0008]1)对待测土壤含水率测试，然后进行配置并进行土柱填装，将配土分别装入空腔圆柱内，形成土柱，拧紧柱盖，密封装置，进行老化平衡；空腔圆柱内土柱上方设有预留空间；
[0009]2)空腔圆柱侧面对应的土柱上部侧面设有土壤取样口，土柱下部侧面设有污染源进样口，将污染源如纯苯从污染源进样口注入，静置一段时间等待土柱顶部污染物达到平
衡即土柱顶部对应的土中污染浓度不再变化为止；
[0010]3)被动式挥发通量的测试：将装有一定量活性炭徽章式的被动采样器放入土柱，立即拧紧柱盖，当吸附一段时间之后，拧开柱盖，迅速取出SKC采样器，放入4℃的冰箱内保存，待测；
[0011]4)活性炭中污染源如苯系物的测定：使用二硫化碳解吸
‑
气相色谱法，测定活性炭中目标污染物质量浓度，将活性炭从徽章式被动采样器中取出，转移进带聚四氟乙烯内衬的棕色萃取瓶，加入一定量二硫化碳，密封，恒温振荡一段时间后在室温下静置解吸，取上清液保存待测；
[0012]5)对步骤4)中的样品测试：使用Agilent 7890A
‑
5795C GC/MS气质联用仪。色谱柱为DB
‑
5MS型(30m
×
0.25mm
×
0.25μm)，载气为高纯氦气(99.9999％)，扫描模式为选择性离子检测(SIM)，传输线和离子源的温度分别为280℃和230℃，离子源为EI。电子轰击源能量为70eV，进样口温度120℃，色谱柱温为40
‑
50℃，进样量为1ul，分流比为10:1
‑
5:1；
[0013]挥发通量的计算方法如下：
[0014][0015]Flux—挥发通量mg/(m2·
s)。
[0016]M—测试期间吸附的污染物的质量，mg
[0017]A—被动式通量采集底面积，m2[0018]T—通量测试持续时间，s。
[0019]6)然后进一步进行风险评估：
[0020]土壤中VOCs室外呼吸暴露途径的致癌风险预测模型为：
[0021][0022][0023]其中：RI
H
为基于挥发通量的健康风险；C
a
为VOCs室外暴露浓度，mg/m3。
[0024]优选地，步骤(1)中所述柱盖为带有聚四氟乙烯内衬的螺纹帽盖。
[0025]本专利技术利用土柱选择全国7地不同的土壤类型，模拟苯在包气带不同土壤条件下的迁移，并被动式测试苯的挥发通量，基于实测土壤气挥发通量计算苯的呼吸暴露健康风险，并与基于土壤苯浓度采用J&E和J&E
‑
DED模型计算的结果进行比较。具有如下优点：
[0026](1)利用土柱模拟包气带区域苯的挥发，被动式测试关注污染物挥发通量。被动式测量挥发通量采集土壤气方法不需要外力、操作简单，适用于各种土壤类型的土壤气调查且能够采集时间加权的浓度，更能反映土壤气浓度的真实水平。柱盖采用保温杯盖式的带有聚四氟乙烯内衬的螺纹柱盖，拆装方便，对污染物测试的误差影响较低。
[0027](2)利用实验室土柱模拟法测试挥发通量，方便控制不同土壤类型、不同含水率、不同污染源浓度等变量进行试验，扩大样品的理化性质范围，增大数据样本数量，为研究不同土壤类型关注污染物的风险水平增强说服力。
[0028](3)本专利技术中，对不同土壤类型基于实测土壤气挥发通量计算苯的呼吸暴露健康风险，并与基于土壤苯浓度采用J&E和J&E
‑
DED模型计算的结果进行比较，更加准确的比较
由模型计算带来的差异，并对风险评估中模型的选择提供理论依据。
附图说明
[0029]图1为土柱结构示意图；
[0030]图2为平衡时间确定过程中黑龙土土壤取样口苯浓度。
[0031]图3为7种土壤在3含水率、不同污染源浓度情况下模拟苯的迁移，并计算基于挥发通量和基于J&E模型、J&E
‑
DED模型计算的风险。
[0032]图4为图3的7种土壤类型汇总为一张图。
具体实施方式
[003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.包气带区土壤气中苯的挥发通量测试方法，其特征在于，包括以下步骤：1)对待测土壤含水率测试，然后进行配制并及土柱填装，将配土分别装入空腔圆柱内，形成土柱，拧紧柱盖，密封装置，进行老化平衡；空腔圆柱内土柱上方设有预留空间；2)空腔圆柱侧面对应的土柱上部侧面设有土壤取样口，土柱下部侧面设有污染源进样口，将污染源如纯苯从污染源进样口注入，静置一段时间等待土柱顶部污染物达到平衡即土柱顶部对应的土中污染浓度不再变化为止；3)被动式挥发通量的测试：将装有一定量活性炭的徽章式被动采样器放入土柱，立即拧紧柱盖，当吸附一段时间之后，拧开柱盖，迅速取出SKC采样器，放入4℃的冰箱内保存，待测；4)活性炭中污染源如苯系物的测定：使用二硫化碳解吸
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气相色谱法，测定活性炭中目标污染物质量浓度，将活性炭从徽章式被动采样器中取出，转移进带聚四氟乙烯内衬棕色萃取瓶，加入一定量二硫化碳，密封，恒温振荡一段时间后在室温下解吸，取上清液保存待测；5)对步骤4)中的样品测试：使用Agilent 7890A
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【专利技术属性】
技术研发人员：谢亚勃，张蒙蒙，李卫东，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：